تطور الشقوق في طبقات الفحم الصخرية يؤدي إلى انخفاض قوتها، ويزيد تأثير سائل الحفر خلال عملية الحفر من خطر عدم استقرار جدار البئر. باستخدام التجارب المعملية والتحليل النظري والمحاكاة العددية معًا، تم الكشف عن آلية عدم استقرار الفحم الصخري ذو الشقوق تحت تأثير سائل الحفر: ① تتكون المعادن الطينية في الفحم الصخري بشكل أساسي من الكاولينيت غير القابل للتحلل، ولا يوجد المونتموريلونيت القابل للتحلل والنسبة المئوية للطبقات المختلطة من الإلومينوسيليكات منخفضة، لذا فإن التمدد الناتج عن التحلل (بمتوسط 0.35٪) وأداء التشتت بالدوران (بمتوسط 89.64٪) ضعيفان، وتعتمد آلية عدم الاستقرار بشكل رئيسي على التأثيرات الميكانيكية. ② الشقوق الموجهة عموديًا على السطح والشقوق الطرفية توفر مسارات لتدفق سائل الحفر إلى طبقات الفحم، وأبعاد الشقوق الموجهة على السطح أكبر من الشقوق الطرفية، لذلك فإن الشقوق الموجهة على السطح أكثر عرضة لغزو سائل الحفر مما يسبب عدم استقرار جدار البئر. ③ يؤدي غزو سائل الحفر للشقوق إلى ارتفاع ضغط طبقة الصخور المحيطة بالبئر، وانخفاض الإجهاد الشعاعي، مما يزيد من خطر عدم استقرار جدار البئر، وخاصة بالنسبة للشقوق الموجهة على السطح ذات النفاذية العالية والشقوق المتقاطعة التي تخترق البئر، فإن غزو سائل الحفر أعمق، مما يزيد من خطر عدم الاستقرار. ④ تؤثر خصائص الشقوق أيضًا على عمق غزو سائل الحفر للشقوق في الفحم الصخري. في الشقوق الأعرض والأكثر كثافة، يكون غزو سائل الحفر أعمق ويولد ضغطًا أعلى بالقرب من جدار البئر، مما يزيد من احتمالية عدم الاستقرار. لذلك، يجب تصميم جزيئات الحجب أثناء الحفر وفقًا لأبعاد الشقوق الفعلية ولا بد من التحكم بكثافة سائل الحفر ضمن نطاق معقول لتقليل خطر عدم الاستقرار الناجم عن غزو سائل الحفر. تقدم هذه الدراسة رؤية جديدة لفهم آلية عدم استقرار الفحم الصخري ذو الشقوق تحت تأثير سائل الحفر، وتوفر توجيهًا نظريًا لتحليل استقرار جدار البئر للفحم الصخري ذو الشقوق.

سائل الحفر;شقوق موجهة على السطح;شقوق طرفية;فحم صخري;آلية عدم استقرار